“碳中和”有利于全球气候改善,CO2的资源化利用成为研究重点。
(1)二氧化碳加氢合成二甲醒的反应包括三个相互关联的反应过程:
i.CO2 (g)+3H2(g )⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.01kJ•mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ•mol-1
iii.2CH3OH(g )⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-24.52kJ•mol-1
①写出CO2和H2生成CH3OCH3的热化学方程式为 2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol。
②在压强3.0MPa,n(H2)n(CO2)=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2的物质的量占消耗CO2总的物质的量的百分比)。

当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是 温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大。根据图中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为 6%6%。
(2)CH4--—CO2重整制H2的过程为:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。发生的副反应为(1)中ii.在刚性密闭容器中,进料比n(CO2)n(CH4)分别等于1.0、2.0,且起始时压强相同。平衡时甲烷的质量分数与温度的关系如图2所示:
①曲线a的进料比为 1.01.0。
②有利于提高CO2平衡转化率的措施是 增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物。(写出两条)。
③M点CH4的平衡转化率为85%,CO2的平衡转化率为88%,则副反应的压强平衡常数Kp=0.260.26(保留2位有效数字)。(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
C
H
4
)
【答案】2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol;温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大;6%;1.0;增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物;0.26
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:66引用:2难度:0.7
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
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